से एक शोध दल भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गुवाहाटी बायोसाइंसेस और बायोइंजीनियरिंग विभाग के सहायक प्रोफेसर डॉ. राजकुमार पी. थुम्मर के नेतृत्व में उनके साथ अनुसंधान विद्वान श्री कृष्ण कुमार हरिदासपवलन, छह विशेष प्रोटीनों से युक्त एक ‘पुनः संयोजक प्रोटीन टूलबॉक्स’ विकसित किया है, जिसका उपयोग स्वस्थ त्वचा कोशिकाओं या किसी वयस्क मानव शरीर से किसी भी दैहिक कोशिकाओं को हृदय कोशिकाओं, विशेष रूप से कार्डियोमायोसाइट्स में परिवर्तित करने के लिए किया जा सकता है। इस टूलबॉक्स का उपयोग करके बनाई गई हृदय कोशिकाओं में मूल हृदय कोशिकाओं के समान कार्य हो सकते हैं और क्षतिग्रस्त हृदय के ऊतकों को पुन: उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। महत्वपूर्ण रूप से, यह टूलबॉक्स प्रयोगशाला में ऑटोलॉगस हृदय कोशिकाओं के निर्माण की सुविधा प्रदान कर सकता है।
सुरक्षा जाल की तलाश में
अब यह अच्छी तरह समझ में आ गया है कि दिल का दौरा तब होता है जब दिल का कोई हिस्सा क्षतिग्रस्त हो जाता है। कुछ जानवरों में, ज़ेब्राफिश की तरह, दिल क्षतिग्रस्त होने के बाद वापस बढ़ सकता है, लेकिन इंसानों में, दिल आमतौर पर नई हृदय कोशिकाओं को वापस बढ़ने के बजाय निशान ऊतक प्राप्त करता है। हृदय रोग का इलाज करने का एकमात्र तरीका एक नया दिल है, लेकिन प्रत्यारोपण के लिए पर्याप्त दिल उपलब्ध नहीं हैं, और यह सुनिश्चित करना कठिन हो सकता है कि नया दिल शरीर द्वारा स्वीकार किया जाता है। दुनिया भर के वैज्ञानिक नियमित शरीर की कोशिकाओं को हृदय की कोशिकाओं में बदलने के तरीकों का अध्ययन कर रहे हैं, जो क्षतिग्रस्त हृदयों को पुनर्जीवित करने में मदद कर सकते हैं। चुनौती यह है कि कोशिकाएं उन तरीकों से बदल सकती हैं जो हानिकारक हो सकते हैं। इसलिए, वैज्ञानिकों को ऐसा करने के लिए एक बेहतर, सुरक्षित तरीका खोजने की जरूरत है।
किसी अन्य स्रोत से उत्पादित प्रोटीन जब लागू किया जाता है तो सेल्युलर रिप्रोग्रामिंग नामक प्रक्रिया में कोशिकाओं को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित कर सकता है। इस प्रक्रिया में विशिष्ट प्रोटीन का उपयोग शामिल है, जिसे ट्रांसक्रिप्शन कारकों के रूप में जाना जाता है, जो एक सेल के भीतर जीन की अभिव्यक्ति को बदल सकता है और इसे एक नई सेलुलर पहचान लेने के लिए निर्देशित कर सकता है।
आईआईटी गुवाहाटी टीम ने सेल-पर्मेंट रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन का सफलतापूर्वक उत्पादन किया है जो त्वचा की कोशिकाओं को हृदय की कोशिकाओं में बदल सकता है। पुनः संयोजक प्रोटीन एक वांछित प्रोटीन है जो पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी का उपयोग करके एक प्रयोगशाला में इंजीनियर होस्ट कोशिकाओं द्वारा उत्पादित किया जाता है। त्वचा की कोशिकाओं को इन प्रोटीनों के संपर्क में लाकर, IIT गुवाहाटी के शोधकर्ता कोशिकाओं को ‘रिप्रोग्राम’ कर सकते हैं और उनमें हृदय कोशिकाओं की विशेषताएं बना सकते हैं। इस प्रक्रिया को त्वचा कोशिकाओं के आनुवंशिक कार्यक्रम को ‘री-वायरिंग’ के रूप में देखा जा सकता है, जो हृदय कोशिकाओं की तरह अधिक होता है।
टीम ने पुनः संयोजक संलयन प्रोटीन की जैविक गतिविधि को मान्य करने के लिए कर्नाटक के धारवाड़ में एसडीएम कॉलेज ऑफ मेडिकल साइंसेज एंड हॉस्पिटल में केंद्रीय अनुसंधान प्रयोगशाला से डॉ। विश्वास कवीश्वर के साथ सहयोग किया है।
आईआईटी गुवाहाटी के बायोसाइंसेस एंड बायोइंजीनियरिंग विभाग के सहायक प्रोफेसर, डॉ. राजकुमार पी. थुम्मर ने अपने काम के बारे में विस्तार से बताते हुए कहा, “रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन-आधारित सेलुलर रिप्रोग्रामिंग एक आशाजनक विकल्प है और अन्य उपलब्ध गैर-एकीकरण दृष्टिकोणों के बीच सबसे सुरक्षित तरीका है। चूंकि ये प्रोटीन कोशिकाओं के जीनोम को संशोधित या परिवर्तित नहीं करते हैं, इस रीप्रोग्रामिंग दृष्टिकोण का उपयोग करके उत्पन्न कोशिकाओं में एक उच्च सेल चिकित्सीय मूल्य होता है। विभिन्न पत्रिकाओं में हमारे छह शोध प्रकाशनों में इन पुनः संयोजक प्रोटीनों के विषम उत्पादन से जुड़ी कई चुनौतियों का समाधान किया गया है।
आईआईटी गुवाहाटी के रिसर्च स्कॉलर और टीम द्वारा प्रकाशित पेपर के पहले लेखक श्री कृष्ण कुमार हरिदासपवलन के अनुसार, “पुनः संयोजक प्रोटीन को किसी भी हानिकारक अभिकर्मकों की आवश्यकता के बिना लक्ष्य स्थलों तक पहुंचाया जा सकता है। कार्डियक रिपेयर के अलावा, इन प्रोटीनों का विभिन्न कैंसर में ट्यूमर के विकास के समर्थक या प्रमोटर के रूप में उनकी भूमिका के लिए अध्ययन किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने हाल ही में मॉलिक्यूलर बायोटेक्नोलॉजी, एप्लाइड माइक्रोबायोलॉजी एंड बायोटेक्नोलॉजी, बायोप्रोसेस और बायोसिस्टम्स इंजीनियरिंग, बायोटेक्नोलॉजी में करंट रिसर्च सहित कई अंतरराष्ट्रीय सहकर्मी-समीक्षित पत्रिकाओं में छह कार्डियक रिप्रोग्रामिंग ट्रांसक्रिप्शन कारकों के सेल- और न्यूक्लियस-पेनेट्रेटिंग संस्करणों के विकास पर अपने परिणाम साझा किए हैं। एनईआरसी 2022 से हेल्थकेयर रिसर्च और संबंधित टेक्नोलॉजीज की कार्यवाही, वैज्ञानिक रिपोर्ट और इसमें अग्रिम प्रायोगिक चिकित्सा और जीव विज्ञान.
उल्लेखनीय है कि इस शोध को स्पष्ट करते हुए उत्कृष्ट वैज्ञानिक लेखन के लिए श्री कृष्णा को ‘ऑगमेंटिंग राइटिंग स्किल्स फॉर आर्टिकुलेटिंग रिसर्च (एडब्ल्यूएसएआर) अवार्ड 2021’ से सम्मानित किया गया था। पुरस्कार, जिसमें ₹10,000 का पुरस्कार शामिल है, डीएसटी, सरकार द्वारा दिया गया था। भारत की, ‘लव फेल्योर हो सकता है या न हो, लेकिन दिल की विफलता निश्चित रूप से तय की जा सकती है’ शीर्षक वाली कहानी के लिए।
सुरक्षा जाल की तलाश में
अब यह अच्छी तरह समझ में आ गया है कि दिल का दौरा तब होता है जब दिल का कोई हिस्सा क्षतिग्रस्त हो जाता है। कुछ जानवरों में, ज़ेब्राफिश की तरह, दिल क्षतिग्रस्त होने के बाद वापस बढ़ सकता है, लेकिन इंसानों में, दिल आमतौर पर नई हृदय कोशिकाओं को वापस बढ़ने के बजाय निशान ऊतक प्राप्त करता है। हृदय रोग का इलाज करने का एकमात्र तरीका एक नया दिल है, लेकिन प्रत्यारोपण के लिए पर्याप्त दिल उपलब्ध नहीं हैं, और यह सुनिश्चित करना कठिन हो सकता है कि नया दिल शरीर द्वारा स्वीकार किया जाता है। दुनिया भर के वैज्ञानिक नियमित शरीर की कोशिकाओं को हृदय की कोशिकाओं में बदलने के तरीकों का अध्ययन कर रहे हैं, जो क्षतिग्रस्त हृदयों को पुनर्जीवित करने में मदद कर सकते हैं। चुनौती यह है कि कोशिकाएं उन तरीकों से बदल सकती हैं जो हानिकारक हो सकते हैं। इसलिए, वैज्ञानिकों को ऐसा करने के लिए एक बेहतर, सुरक्षित तरीका खोजने की जरूरत है।
किसी अन्य स्रोत से उत्पादित प्रोटीन जब लागू किया जाता है तो सेल्युलर रिप्रोग्रामिंग नामक प्रक्रिया में कोशिकाओं को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित कर सकता है। इस प्रक्रिया में विशिष्ट प्रोटीन का उपयोग शामिल है, जिसे ट्रांसक्रिप्शन कारकों के रूप में जाना जाता है, जो एक सेल के भीतर जीन की अभिव्यक्ति को बदल सकता है और इसे एक नई सेलुलर पहचान लेने के लिए निर्देशित कर सकता है।
आईआईटी गुवाहाटी टीम ने सेल-पर्मेंट रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन का सफलतापूर्वक उत्पादन किया है जो त्वचा की कोशिकाओं को हृदय की कोशिकाओं में बदल सकता है। पुनः संयोजक प्रोटीन एक वांछित प्रोटीन है जो पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी का उपयोग करके एक प्रयोगशाला में इंजीनियर होस्ट कोशिकाओं द्वारा उत्पादित किया जाता है। त्वचा की कोशिकाओं को इन प्रोटीनों के संपर्क में लाकर, IIT गुवाहाटी के शोधकर्ता कोशिकाओं को ‘रिप्रोग्राम’ कर सकते हैं और उनमें हृदय कोशिकाओं की विशेषताएं बना सकते हैं। इस प्रक्रिया को त्वचा कोशिकाओं के आनुवंशिक कार्यक्रम को ‘री-वायरिंग’ के रूप में देखा जा सकता है, जो हृदय कोशिकाओं की तरह अधिक होता है।
टीम ने पुनः संयोजक संलयन प्रोटीन की जैविक गतिविधि को मान्य करने के लिए कर्नाटक के धारवाड़ में एसडीएम कॉलेज ऑफ मेडिकल साइंसेज एंड हॉस्पिटल में केंद्रीय अनुसंधान प्रयोगशाला से डॉ। विश्वास कवीश्वर के साथ सहयोग किया है।
आईआईटी गुवाहाटी के बायोसाइंसेस एंड बायोइंजीनियरिंग विभाग के सहायक प्रोफेसर, डॉ. राजकुमार पी. थुम्मर ने अपने काम के बारे में विस्तार से बताते हुए कहा, “रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन-आधारित सेलुलर रिप्रोग्रामिंग एक आशाजनक विकल्प है और अन्य उपलब्ध गैर-एकीकरण दृष्टिकोणों के बीच सबसे सुरक्षित तरीका है। चूंकि ये प्रोटीन कोशिकाओं के जीनोम को संशोधित या परिवर्तित नहीं करते हैं, इस रीप्रोग्रामिंग दृष्टिकोण का उपयोग करके उत्पन्न कोशिकाओं में एक उच्च सेल चिकित्सीय मूल्य होता है। विभिन्न पत्रिकाओं में हमारे छह शोध प्रकाशनों में इन पुनः संयोजक प्रोटीनों के विषम उत्पादन से जुड़ी कई चुनौतियों का समाधान किया गया है।
आईआईटी गुवाहाटी के रिसर्च स्कॉलर और टीम द्वारा प्रकाशित पेपर के पहले लेखक श्री कृष्ण कुमार हरिदासपवलन के अनुसार, “पुनः संयोजक प्रोटीन को किसी भी हानिकारक अभिकर्मकों की आवश्यकता के बिना लक्ष्य स्थलों तक पहुंचाया जा सकता है। कार्डियक रिपेयर के अलावा, इन प्रोटीनों का विभिन्न कैंसर में ट्यूमर के विकास के समर्थक या प्रमोटर के रूप में उनकी भूमिका के लिए अध्ययन किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने हाल ही में मॉलिक्यूलर बायोटेक्नोलॉजी, एप्लाइड माइक्रोबायोलॉजी एंड बायोटेक्नोलॉजी, बायोप्रोसेस और बायोसिस्टम्स इंजीनियरिंग, बायोटेक्नोलॉजी में करंट रिसर्च सहित कई अंतरराष्ट्रीय सहकर्मी-समीक्षित पत्रिकाओं में छह कार्डियक रिप्रोग्रामिंग ट्रांसक्रिप्शन कारकों के सेल- और न्यूक्लियस-पेनेट्रेटिंग संस्करणों के विकास पर अपने परिणाम साझा किए हैं। एनईआरसी 2022 से हेल्थकेयर रिसर्च और संबंधित टेक्नोलॉजीज की कार्यवाही, वैज्ञानिक रिपोर्ट और इसमें अग्रिम प्रायोगिक चिकित्सा और जीव विज्ञान.
उल्लेखनीय है कि इस शोध को स्पष्ट करते हुए उत्कृष्ट वैज्ञानिक लेखन के लिए श्री कृष्णा को ‘ऑगमेंटिंग राइटिंग स्किल्स फॉर आर्टिकुलेटिंग रिसर्च (एडब्ल्यूएसएआर) अवार्ड 2021’ से सम्मानित किया गया था। पुरस्कार, जिसमें ₹10,000 का पुरस्कार शामिल है, डीएसटी, सरकार द्वारा दिया गया था। भारत की, ‘लव फेल्योर हो सकता है या न हो, लेकिन दिल की विफलता निश्चित रूप से तय की जा सकती है’ शीर्षक वाली कहानी के लिए।
